我是靠谱客的博主 拼搏睫毛,最近开发中收集的这篇文章主要介绍java jvm编译检查语法_java jvm学习笔记三(class文件检验器),觉得挺不错的,现在分享给大家,希望可以做个参考。

概述

前面的学习我们知道了class文件被类装载器所装载,但是在装载class文件之前或之后,class文件实际上还需要被校验,这就是今天的学习主题,class文件校验器。

class文件 校验器,保证class文件内容有正确的内部结构,java虚拟机的class文件检验器在字节码执行之前对文件进行校验,而不是在执行中进行校验

class文件校验器要进行四趟独立的扫描来完成校验工作

class文件校验器分成四趟独立的扫描来完成校验。

第一趟

在装载字节序列的时候进行,这个是校验class文件的结构的合法性,比如你使用windowns下的copy命令去合并一个.class文件和一个jpg文件的时候,在装载这个class文件的时候jvm会发现这个class文件被删改过,文件的长度也不正确,而抛出异常!

所以这次校验是发生在二进制数据上,

第二趟

扫描发生在方法区中,主要对于,语义,词法和语法的分析,也就是检查这个类是否能够顺利的编译!

第三趟

字节码校验

在这一趟的校验中涉及两个比较不好理解的概念,第一个是字节码流,第二个是栈帧.

执行字节码时,一次执行操作码,java虚拟机内构成了执行线程,而每个线程会有自己的java栈就是我们说的栈帧。每一个方法都有一个栈帧。

如果学过汇编的人理解这两个概念会容易一点

字节码流=操作码+操作数,在这里可以看做汇编里的伪指令+操作数,因为这里的操作码实际上就是给jvm识别的“汇编伪指令”,而操作数的概念和汇编里的除了数据类型,并没有多大的差异

重点来看一下栈帧,栈帧其实也很好理解,栈帧里有局部变量栈和操作数栈,这两块内存就是放数据的时机不同,操作数栈就是用来存放字节码指令执行的中间结果,结果或操作数,而局部变量区,就是用来存局部变量形参等,这个很好理解

这个字节码的校验过程校验的就是字节码流的合法过程,也就是校验操作数+操作码的合法性。

而java的class文件编码我们之所以称之为字节码,是因为每调条操作指令都只占一个字节,除了两个例外情况,所有的操作码和他们的操作数按字节对齐,这使得字节流在传输的时候跟小,更有优势,这两个例外是这样一些操作码,在操作码和他们的操作数之间会天上一至三个字节,以便操作数都按字节对齐。

下面是一个图,描述了栈帧的结构

1354643735_1119.jpg

第四趟

符号引用的校验

由于大部分jvm的实现都是延迟加载或者说动态链接的,延迟加载的意思就是,jvm装载某个类A时,如果A类里有引用其他的类B,虚拟机并不会把这个被引用B类也同时装载入内存,而是等到执行到的时候才去装载。

而这个被引用的B类在引用它的类A中的表现形式主要被登记在了符号表中,而第四趟的这个过程就是当需要用到被引用类B的时候,将被引用类B在引用类A的符号引用名改为内存里的直接引用

所以第四趟发生的时间是不可预料的,而且发生在方法区中。总个这个过程称之为动态连接

可以简单的划分为两步

1.查找被引用的类(有必要的话就加载它)

2.将符号引用替换为直接引用,例如一个指向类、字段或方法的指针,下次再需要用到被引用类的时候直接运用直接引用,不需要再去装载。

这个过程其实在ClassLoader类中的loadClass中就可以发现它的痕迹。我们先贴出loadClass这个方法实现,然后简要的做一下分析

protected synchronized Class> loadClass(String name, booleanresolve)throwsClassNotFoundException

{//First, check if the class has already been loaded

Class c =findLoadedClass(name);if (c == null) {try{if (parent != null) {

c= parent.loadClass(name, false);

}else{

c=findBootstrapClass0(name);

}

}catch(ClassNotFoundException e) {//If still not found, then invoke findClass in order//to find the class.

c =findClass(name);

}

}if(resolve) {

resolveClass(c);

}returnc;

}

loadClass有两个参数,第一个参数是类的全限定名,第二个参数就是我们要说的重点,这个参数为true的时候表示,loadClass方法会执行resolveClass的方法,这个方法就是将类中的符号引用替换为直接引用。最终调用的方法是一个本地方法 resolveClass0。

这里还有一点需要注意,Class.forName这个静态的方法我们也常用来加载class文件的字节码,那它和classLoader有什么区别?

区别就在于是否执行resolveClass这个方法,Class.forName总是承诺将符号连接进行连接和初始化,而loadClass没有这样的承诺。

总结:

第一趟扫描,在类被装载时进行,校验class文件的内部结构,保证能够被正常安全的编译

第二趟和第三趟在连接的过程中进行,这两趟基本上是语法校验,词法校验

第四趟是解析符号引用和直接引用时进行的,这次校验确认被引用的类,字段以及方法确实存在

最后

以上就是拼搏睫毛为你收集整理的java jvm编译检查语法_java jvm学习笔记三(class文件检验器)的全部内容,希望文章能够帮你解决java jvm编译检查语法_java jvm学习笔记三(class文件检验器)所遇到的程序开发问题。

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